把一个工作点放入公开的劳森图景

Place one operating point in a published Lawson landscape

本手册合并说明 Lawson Explorer 的使用流程、计算定义、发表数据语义和科学解释边界。它服务于理解与探索,而不是替代实验分析或装置设计审查。

范围与证据状态

Explorer 将一个浏览器本地计算的工作点放入 Wurzel/Hsu 论文工作流导出的固定 2025 发布快照。它不是实时数据库、独立实验验证、性能认证或新的判据求解器。

重要:图上的相对位置不能单独证明点火、特定增益、净电力或商业可行性。

使用 Explorer

  1. 在左栏输入离子温度 Tᵢ、密度 n 和约束时间 τ;密度栏以 10¹⁹ m⁻³ 为单位(例如输入 30 表示 3 × 10²⁰ m⁻³)。将鼠标悬停在字段上或用键盘聚焦输入框,可查看量与发表定义的简短说明;输入框后立即显示 nτ 与 nTτ。
  2. 点击“运行”,浏览器固定这组输入,并在 L-01 与 L-02 中绘制同一工作点。
  3. 运行后修改输入时,图仍代表上次运行;再次点击“运行”才更新图。
  4. 默认展开的“筛选证据”仅改变可见、导出和表格中的发表点;它不改变固定的数据快照。
  5. “数据工具”可打开数值比较、此前保存在此浏览器中的本地点、来源与“历史图”。历史图中的 L-03 只显示已发表的概念记录三乘积–日期,L-04 显示带 q_sci_basis 的已发表 Qsci–日期;两者不会添加当前数据点。
  6. 可在图表和无障碍数据表之间切换;“保存”菜单折叠了导出 CSV、保存图像与分享计算。桌面图例显示在图右侧,窄屏幕则显示在图下方。

技术基础:本地计算

左栏只在当前浏览器中执行两个乘法。三个输入都必须有限且大于零;公开数据集无法加载时,这部分仍可使用。

nτ = n × τ
nTτ = Tᵢ × n × τ
单位页面输入/输出
TᵢkeV离子温度输入
nm⁻³密度输入(数值 × 10¹⁹ m⁻³)
τs约束时间输入
m⁻³ s密度–时间乘积
nTτkeV m⁻³ s温度加权三乘积

算术结果不是自动计算的增益、点火阈值或实验置信度。不同实验的发表量具有更具体的空间、粒子和时间定义,见下文数据说明。

数据说明:字段、来源与可比性

固定快照包括逐点参考文献、预测标记、概念记录、推断字段及量的类型。比较之前应检查 temperature_kinddensity_kindtime_kindcalculation_regimeq_sci_basis,而不是只比较一个纵轴值。

语境典型量解读要求
MCFnᵢ₀τE*;nᵢ₀Tᵢ₀τE*中心/峰值离子量;τE* 是包含瞬态加热修正的能量约束时间。
ICF / MIFn⟨Tᵢ⟩ₙτstag通常使用中子加权离子温度和停滞时间,不可自动等同于 MCF 的 τE*。
不可混用:峰值与平均量、离子与电子量、脉冲持续时间与能量约束时间都需要来源支持的转换。四个 OMEGA 点只有可绘制的 nτ,不能反推出密度与时间输入。

2025 更新以可测的 τstag 表达 ICF 点火曲线,并相对理想化情形将阈值提高三倍;这不是将所有来源统一为单一时间定义。

读图、劳森判据与增益

主区的 L-01 绘制 nτ–Tᵢ,L-02 绘制 nTτ–Tᵢ;两张图均为对数坐标且有独立纵轴。磁约束判据按论文方式显示为低/高杂质边界之间的填充带,透明度随增益降低;惯性约束 Betti 点火为黑色实线;纵轴下限沿用论文已发表图,上限扩展至 10²⁸ 以展示判据带在高温端的完整走向;若本次计算点仍超出范围则继续扩展。当前数据点是带描边的菱形;概念颜色保持固定,预测点透明度较低,较大标记表示概念记录。中文主题中的图例采用中文显示,英文主题保留发表快照中的英文名称。Data tools 的历史视图另有日期 X 轴与对数 Y 轴的 L-03 / L-04,且不含判据曲线或当前数据点。Plotly 不可用时,产品改用无障碍数据表。

论文建议说“Lawson criteria”:温度和 nτ 是分开的要求,应说明讨论的是点火还是特定增益。Q_sci 是聚变功率与外加热功率之比;它不是 wall-plug gain、工程增益、净发电或商业就绪度。

解释边界

三乘积不能唯一映射到 Q_sci 或 ICF 点火阈值;温度不能与密度或时间任意互换。在 ICF 中,超过点火后的 propagating burn 可缩短停滞时间,因此三乘积不再是完整的性能改善指标。

图中判据曲线代表特定模型、杂质、剖面和效率假设下的参考;它们不是实验不确定度带、排名分数或通用阈值。劳森图景也不涵盖材料、燃料循环、可靠性、安全、监管或经济性。磁约束判据带与惯性约束点火曲线使用不同的时间定义(τE* 与 τstag),二者在约 10–25 keV 区间的相交是论文发表模型本身的行为;2025 更新将 ICF 阈值相对理想化情形上调三倍后依然如此(见论文 Sec. III C 与图 2–3)。

本地状态、隐私与故障处理

草稿、运行快照、语言、显示模式、证据筛选和本地点保存在浏览器 localStorage。只有点击“分享计算”才会将这些状态编码到地址栏;不会创建账户,也不会将输入上传到服务器。CSV 与 PNG 下载由浏览器本地生成。本地点及其可选元数据不是发表或验证过的实验记录,填写的 Qsci 也不会改变论文基线的定义。

存储不可用或损坏时,产品回到安全默认值。公开数据无法加载时,计算器仍可用,但不能完成论文基线比较;Plotly 无法加载时,已运行结果会用数据表呈现。

参考资料

  1. Samuel E. Wurzel and Scott C. Hsu, “Progress toward fusion energy breakeven and gain as measured against the Lawson criterion,” Physics of Plasmas 29, 062103 (2022). DOI: 10.1063/5.0083990.
  2. Samuel E. Wurzel and Scott C. Hsu, “Continuing progress toward fusion energy breakeven and gain as measured against the Lawson criteria,” Physics of Plasmas 32, 112106 (2025). DOI: 10.1063/5.0297357.
  3. 产品数据来源:从上述论文工作流导出的固定 lawson-data/v1 2025 发布快照;逐点来源和定义可在 CSV 与数据表中查看。

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